“功率角δ、内功率因数角ψ0、功率因数角ψ,
主极磁动势、电枢磁动势、漏磁磁动势,
电枢反应电抗Xa,同步电抗Xs,波梯电抗,
激磁电动势E0
交轴、直轴、交轴同步电抗、直轴同步电抗,
非线性,
双反应理论,
磁阻功率、磁阻转矩,
阻尼绕组,
空载、短路,
正序、负序、零序,
牵入转矩,
……”
不管是看上去还是实际上,同步电机里概念非常多,而且一些概念又极具迷惑性,譬如开头提到的三个角。说实话,这些乱七八糟的概念劝退了一些想学好电机的人。
其实,异步电机也好,同步电机也罢,甚至包括所有的旋转电机,简化到极致,就是两块旋转磁铁的破事,然后再加上个第三者,负载,剧情变得有点复杂。
同步,相对于异步而言。在异步电机中,定子旋转磁场的速度跟电机转子的速度不一样,所以称为异步电机。那同步,应该是定子旋转磁场与转子的转速一样。
你当然可以较那个真,比如靠外力,让异步电机的转子的转速跟定子旋转磁场转速一样,也可以让同步电机的定子磁场旋转速度跟转子转速不一样。
同步电机,多见于发电机。一般转子励磁,可以是电励磁,就是弄个电磁铁,也可以是永磁体,叫永磁同步发电机。
电励磁我是不是也可以把转子做成类似定子,形成旋转磁场?可以的,转子又在转,转子的磁场又在转子转的基础上转。那就不是同步发电机了,至少在除了一个转速点上。那就到了双馈发电机了。定转子都可以同时发电出来,所以叫双馈。扯远了。
同步电动机也越来越广泛了,尤其是永磁同步电机。这得益于永磁材料的发展、电力电子技术的进步。你控制水平高了,你就不介意脾气怪点但能力还不错的人。
感受一下两个电机部件:
都是同步发电机转子,特点一目了然。
相由心生,它们的样子受制于它们的本心。上面是水轮发电机转子,转速慢,所以极对数多,粗短下面是汽轮发电机转子,转速高,所以极对数少,细长。
异步感应电机,定子上供电,定子电流会形成旋转磁场,转子上感应电流,也形成旋转磁场,转子磁场自动跟随,你可以说认为是一个电源产生了两个磁铁。
同步发电机一般是转子上供电,形成主极磁场,转子在外力拖动下旋转,定子发电,如果定子带上负载,就会形成定子旋转磁场,也像是一个电源产生了两个磁铁。同步电动机,定子给电,形成旋转磁场,转子给电或者永磁体,也形成了两个磁铁。
不管哪种方式,两块磁铁肯定各有自己的“磁力”大小,而且两块磁铁也可以有不同的相对角度。大小、方向可以产生很多种组合。大小,跟供电电流有关系,方向,跟负载有关系。如果大小已定,负载决定它们的角度,如果角度已定,负载决定它们的大小组合。
同步电机也喜欢用相量分析法。
要用相量分析法,一定要是稳态,一定要是稳态,一定要是稳态。
还有,相量分析涉及到好多角度,有时候对角度的不理解,源于对相量理解的不透彻。
我们姑且不说相量的表示方式,比如直角坐标,极坐标,复指数,用相量分析,要意识到:
①量是同频率的量,不同频率咋办?折算成同频率。
②同频率的量加加减减后仍是同频率,只是幅值会有变。
③有时间相量,有空间相量,空间相量引时间相量而起。